第3章 储罐区的设计布置
储罐区的设计布置根据汽油的特点、性质、储存要求等对油罐设计，确定油罐的型式、容量、数量以及相应的平面布置，然后对罐区防火堤和消防道路进行设计，对油库进行总平面布置。
3.1 油罐设计
3.1.1 汽油的特点、性质和储存要求
汽油是油品的一大类，碳原子数约4～12的复杂烃类混合物，易燃,为色至淡黄色的易流动液体。汽油的闪点为－50度，初馏点范围在30℃至205℃，空气中含量为74g～123g/m3时遇火爆炸。与汽油存储要求有关的规定，《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第3.0.2条和6.2.2条的规定，汽油属于甲B类液体，存储汽油选用金属浮舱式的内浮顶罐，《石油库设计规范》GB50074-2002第6.0.2条规定，储存甲类和乙A类油品的地上立式油罐，应选用浮顶油罐或内浮顶油罐，浮顶油罐应采用二次密封装置。 3.1.2 油罐选型
根据汽油的存储要求和设计需要，汽油油罐选用二次密封装置的内浮顶油罐。内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油，例如汽油、航空煤油等。内浮顶储罐采用直线式罐壁，壁板对接焊制，拱顶按拱顶储罐的要求制作。目前国内的内浮顶有两种结构：一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶；另一种是拼装成型的铝合金浮顶。
钢制浮顶的材质为非易熔材料，而铝合金浮顶的材质属于易熔材料。根据法规，如将内浮顶储油罐浮盘由易熔材料改为非易熔材料，例如钢制材料，这样储罐可以按照浮顶油罐考虑平面布置和消防设置，具有以下几方面的优势：
（1）减小占地，油罐之间的防火距离可由0.6D（罐直径）变为0.4D，单罐容积越大越有利。
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（2）储罐安全性提高，危险性减小，着火后灭火容易。 （3）由于内浮顶储罐危险性小，消防设置可以降低。 （4）消防冷却水供给范围、供给强度和连续供给时间降低
（5）泡沫灭火系统：着火罐的保护面积减小，由其横截面积变为罐壁与泡沫堰板之间的环形面积。泡沫混合液的连续供给时间降低。油罐上每个空气泡沫产生器出防火堤管线数量减少。
（6）消防设施及其配套设施相应减少或减小[15]。
所以汽油储罐的浮盘为钢制单盘。本设计的汽油储罐区容量为20000m3，根据任务需要和受占地面积影响，选用二个有效容积为4000m3和二个有效容积为6000m3内浮顶油罐。储罐主要参数见表3-1。
表3-1 储罐主要参数
有效容积/m3
油罐直径/mm 油罐高度/mm
罐壁与泡沫堰板距离/mm
4000 16000 20000 800
6000 19600 20000 1000
3.1.3 油罐布置
油库以储存汽油为主，面积约10000m2。，为了减少占地面积，合理利用土地资源，油罐采用双排布置。根据《石油库设计规范》GB50074-2002第6.0.5条规定，存储甲B类液体的浮顶油罐、内浮顶油罐油罐之间的防火距离为0.4D。所以汽油油罐间距为8m，油罐的平面布置如图3-1。
图3-1 油罐平面布置
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3.2 防火堤设计
随着石油化工事业的发展，大型化工液体原料储运库，化工生产装置的液体原料、中间体和成品，都需要数量较多的储罐区。根据有关规范需要设置防火堤，亦称防油堤、防液堤。
3.2.1 防火堤的功能
（1）当储罐一旦破裂或失火，为使储罐内的物料不致漫延到其它范围，减少损失，并及时处理。
（2）正常生产时，由于储罐内的介质一般属于有污染的液体，操作过程中管道阀门又有滴漏，设置防火堤便于进行污水处理[16]。 3.2.2 防火堤选型构造
（1）防火堤选型
防火堤的主要类型包括土筑防火堤、砖混结构防火堤、毛石防火堤和钢筋混凝土防火堤[14]。防火堤的选型应在满足各项技术要求的基础上，因地制宜，合理选型，达到安全耐久、经济合理的效率。由于土筑防火堤占用土地资源多，砖混结构防火堤和毛石防火堤由于均属脆性材料，使用中容易出现裂缝，耐久性、安全性较差。而钢筋混凝土防火堤整体性好，强度高，抗震性能好，安全性能好，特别是当罐区下游地区为重要工业区或生活区时，采用强度和密实性皆佳的钢筋混凝土防火堤更具有明显的安全意义。故选用钢筋混凝土防火堤。
（2）防火堤构造
根据《储罐区防火堤设计规范》GB50351-2005规定，钢筋混凝土防火堤的堤身要构造密实、不渗漏，防火堤内无培土并喷涂隔热防火涂料，耐火极限不宜低于3小时。钢筋混凝土防火堤堤身及基础底板的厚度应由强度及稳定性计算确定且不应小于200mm,钢筋混凝土防火堤应双向双面配筋，竖向钢筋直径不宜小于12mm，水平钢筋直径不宜小于l0mm，钢筋间距不宜大于200mm，竖向钢筋的保护层厚度不应小于30mm，基础底板受力钢筋的保护层厚度当有垫层时不应小于40mm，无垫层时不应小于70mm。堤身的最小配筋率和耐久性要求应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010执行。
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进出油罐组的泡沫管线、冷却水管线和电缆线从防火堤的顶部跨越。当管线必须穿越防火堤时，应设置套管并采取有效的密封措施。如图3-2，一般在堤壁内预埋一个短管，然后连接一根1m长左右的软管，以便适应罐基的下沉及管道的伸缩，待管道安装完毕后用非燃烧材料封闭[16]。
图3-2 管线必须穿越防火堤时安装图
3.2.3 防火堤平面布置
根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第6.2.13条规定立式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于罐壁高度的一半。由于本设计油罐高度为20m，所以汽油储罐到防火堤内堤脚线为10m。防火堤的平面布置如图3-3。
防火堤
图3-3 防火堤的平面布置
由防火堤的平面布置图可知:
防火堤长L?10?19.6?8?19.6?10?67.2m 防火堤宽D?10?16?8?19.6?10?63.6m
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3.2.4 防火堤高度计算
防火堤的高度一般考虑两个方面：一方面是在发生事故时，能方便消防员进入事故区进行消防工作。另一方面是发生事故时，能有效地阻止可燃液体的蔓延。所以，防火堤的高度不能建的太高，也不能太低。根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008，防火堤内的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐的容积并且立式储罐防火堤的高度应为计算高度加0.2m，但不应低于1.0m（以堤内设计地坪标高为准），且不宜高于2.2m（以堤外3m范围内设计地坪标高为准）。防火堤高度下限规定为1.0m，是为了防止消防水及泡沫液外溢，同时也是为了限制罐组占地面积过大。防火堤高度上限规定为2.2m，且从外侧计算，主要考虑满足消防操作视野的要求，同时也考虑到单罐容积和储罐组容积越来越大，储罐区占地面积急剧增加，为了减少占地，并尽可能增大防火堤的有效容积。
（1）防火堤的体积
根据《石油库设计规范》GB50074-2002第6.2.12条规定，内浮顶罐罐组防火堤内的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐容积的一半。本设计最大储罐体积为6000m3，所以有效容积为取3000m3。
（2）防火堤的高度
根据《储罐区防火堤设计规范》GB50351-2005第3.2.6条规定，油罐组防火堤有效容积按3-1式计算：
V?A?Hj??V1?V2?V3?V4? （3-1）
式中：V——防火堤有效容积，m3；
A——由防火堤中心线围成的水平投影面积，m3； Hj——设计液面高度，m；
V1——防火堤内设计液面高度内的一个最大油罐的基础体积，m3；
V2——防火堤内除一个最大油罐以外的其他油罐在防火堤设计液面高度内液体体
积和油罐基础体积之和，m3；
V3——防火堤中心线以内设计液面高度内的防火堤体积和内培土体积之和，m3； V4——防火堤内设计液面高度内的隔堤、配管、设备及其他构筑物体积之和，m3。 有效容积V取3000m3。由于汽油储罐的基础高度很低，相对体积很小，汽油储罐基础体积不计，所以V1取0。本设计选取防火堤内堤脚线为标准，且无培土，故V3取0。防
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